瑞典科學家已發現導致鋰硫電池壽命短的原因

據Mining.com報道，瑞典烏普薩拉大學的研究人員已經確定了減少鋰硫電池壽命的主要瓶頸。比起鋰離子電池，鋰硫電池具有更高的儲能能力，可以在低得多的溫度下工作，但是這種電池的壽命短且能量損耗大。

在發表在《Chem》期刊上的一篇論文中，科學家解釋稱，在電池充放電循環過程中，會形成不同的材料，從而引起各種問題。而鋰的局部短缺經常會引起性能瓶頸。

研究人員檢查了電池的正極並注意到，由於多相的各種反應和高度多孔的碳基質的迂回性，鋰硫電池的放電機制很複雜。為了詳細研究這個問題，科學家對運行中的鋰硫電池進行了小角度和廣角度散射以及電池電阻的同步測量。

研究報告中寫道，“結果表明，析出物主要是在數量上增長，而不是在大小上增長，而且碳基質的結構沒有受到影響。小角度和廣角散射的比較揭示了在低放電率下發現的非晶態放電產物。進一步的分析表明，擴散阻力與放電結束時中孔中電解質的成分變化之間存在關聯，這表明在中等放電速率下，鋰離子的不足是硫利用的限制因素。”

在這篇論文的共同作者Daniel Brandell看來，對這些問題的學習使科學家能夠開發出新的策略和材料來提高電池性能。“確定真正的瓶頸，才能採取下一步措施。在像鋰硫電池這樣複雜的系統中，這是巨大的科研挑戰。”

為了進一步發現，Brandell和他的同事結合了各種輻射散射技術。在瑞典烏普薩拉進行X射線分析，中子方面的結果來自法國格勒諾布爾的大型研究機構——勞厄朗之萬研究所（Institut Laue Langevin）。

鋰硫電池由比鋰離子電池更便宜和更環保的材料製成，因此也是未來電池的首選。此外，這類電池還具有更高的儲能能力，並且在更低的溫度下也能正常工作。

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